Файл: Лукьянов Н.Н. Основные понятия технической термодинамики учеб. пособие.pdf

<f k =p h i

; но

k-4=v-

,

тогда

У-h =p i>, .

Потенциальная энергия

pi>

равна

работе,

которую нужно

затратить, чтобы подать газ объемом

і>

во

внешнюю сре­

ду. где поддерживается постоянное давление

р . Чем боль­

ше внешние силы, тем больше давление

р

и тем больше будет

потенциальная энергия давления

р о

и наоборот. Тогда

сумма внутренней энергии системы (и )

и потенциальной энер­

гии р р и ) представляет собой

полную энергию (П.Э.)

расши­

ренной системы,

т .е .

гг.э. =

и + р\> = L

Следовательно,

энтальпия

і.

по отношению к п р в

расши­

ренной системе играет такую же роль,

как и по отношению к

шрврявшвімшрна газ^

(систему),

^тим определяется физи­

бенно

в старых

учебниках и учебных пособиях. Необходимо

сразу

уяснить,

что этот термин - теплосодержание в высшей

степени неудачен и не-допустим, так

как не только не раскры­

вает

физического смысла

L , но неправилен по существу,

ибо он создает

ложное

представление

о

каком-то "содержании

тепла"

в

телах.

Известно, что по отношению к тому или иному состоянию

газа,

можно говорить

только о содержании в нем внутренней

энергии,

но

не

тепла

^

. Кроме того

даже по формальным

признакам

L- функция состояния,

не

зависящая от процес­

са,

а

о

-

величина,

зависящая от

процессов.

ТНК1

. В

термодинамике,

так же как и для внутренней

энерпвж,

не требуется знание абсолютного значения энтальпии, я сва

обычно отсчитывается от некоторого условного нудя,В част­

ности,

энтальпию идеального

газа

принимают равной нуля

при

t

иО °С.Энтальпия идеального газа является функцией

только температуры.Докажем это.

иr J( f \

Значение внутренней энергии

идеального газа -

Тогда уравнение для энтальпии с учетом уравнения состояния

pir=

R.T

примет вид

і ~и + pt- -- и (Т) +■ЯТ. Так как оба

слагаемых зависят

только от абсолютной температуры,то

7"?

В различных справочниках приводятся значения энталь­

пии для газов и их смесей.Широкое применение находят диа­

граммы - например,диаграмма

і - S

для водяных паров,диаг­

рамма

ё —ct

для влажного воздуха. Пользуясь этими данны­

ми, можно определять количество подводимого или отводимого

тепла в процессах

при постоянном давлении, при расчетах

тепловых и холодильных установок (котлы,сушильные агрега­

ты, тепловые

двигатели

н т .д .).

средой,

имеющей температуру

Т 0

и давление

р„

. Для ок­

ружающей среды величины

Т.

и

р„ принимаются неизменными.

Определил максимально возможную работу для изолирован­

ной термодинамической системы, состоящей из рабочего

тела

и окружающей среды.

Обозначим через

э,

-

энергию I кг рабочего тела в

начальном состоянии,

а через

9.

- при достижении равнове­

сия

с

окружающей средой.

Обозначим внутреннюю энергию окружающей среды в началь­

ном состоянии

- Ucp.i

и в конечном состоянии

UCp.a

!

че­

рез

е{

-

располагаемую энергию в

начальном состоянии,

а

через

е.

располагаемую

энергию при достижении равновесия

с

окружающей средой.

Тогда максимально возможная работа на основании перво­

го

закона термодинамики вычиедится

е,

-

е„=

(з, - эа) - ( .U c p a '^ p ')

......................

(45)

Примем, что рабочее тело находится в состоянии установив­

шегося

непрерывного потока.

-

99 -

Его энергия в начальном состоянии

вычислится из

выражения:

,

•

cf

эі = i, +

- , L-

где

if -

энтальпия

‘'З

I кг рабочего тела в начальном

с?

состоянии;

— :---- кинетическая энергия I кг„рабочего тела в

начальном состоянии.

При достижении равновесия с

окружающей средой энергия

I кг

рабочего

тела определится из

выражения

э„ =

с2

/ f~------

0

ъ

Q “ Го ($сРг~S'PJt т .е .

Vct -Utpr T0(Sepg-ScPl)

(46)

где

То -

температура окружающей среды, в °К;

,5срг -

энтропия

окружающей среды в

конечном состоянииJ

SCP)-

энтропия окружающей среды в

начальном состоянии.

Обозначим через

Sf и 5» - значение энтропии рабо­

чего

тела в начальном и конечном состояниях.